Jak postupovat při nátěrech dřeva a jaké nátěrové hmoty použít

Dřevo je hygroskopický materiál a obsah vody v něm závisí na okolní vlhkosti vzduchu. S obsahem vody se mění objem dřeva a dochází k sesychání a praskání, nebo naopak k bobtnání dřevěných bloků. Praskliny pak vytvářejí bránu pro vstup vody i škůdců. Pokud je obsah vody ve dřevě větší než 20 %, stává se atraktivním materiálem pro škůdce z rostlinné i živočišné říše. Póry na povrchu dřeva jsou pěkné, ale zároveň mohou představovat bránu pro vstup vody, pokud nejsou řádně ošetřeny. Lignin jako pojivová složka dřeva obsahuje v molekule aromatické kruhy, které vlivem UV záření degradují a dochází k odhalování celulózových vláken a ztrátě soudržnosti. Pokud je dřevo užito jako konstrukční materiál, je třeba dodržovat určité zásady, jinak dochází k selhání i perfektně provedeného nátěru. Všechny uvedené vlastnosti se ještě výrazněji projevují při opravných nátěrech.

Příprava před nátěrem

Důležitý je správně připravený povrch. Řezivo je třeba obrousit dohladka postupně brusným papírem zrnitosti 60 až 120. Je-li povrch ohoblovaný, je velmi hladký a měl by se lehce přebrousit brusným papírem zrnitosti 120, aby došlo k dostatečnému zakotvení nátěrových hmot. Zvláštní pozornost je třeba věnovat příčným řezům, kde dochází k vytrhání vláken a zvětšení pórovitosti. Příčný řez je třeba dokonale vybrousit a ošetřit vhodným prostředkem na řezné a čelní plochy, který chrání dřevo před pronikáním vlhkosti. Neupravené dřevo v příčném směru přijímá tolik vlhkosti, že na něm může růst mech (obr. 1). Smolnatá dřeva, jako je modřín nebo borovice, ale i smrk, mohou představovat problém, protože u nich dochází k výronům smůly nebo, v případě smolnaté borovice, ke ztrátě přilnavosti celého nátěru, který se pak v cárech odlupuje. Zde je namístě smůlu vymýt směsí polárních a nepolárních rozpouštědel, tedy syntetickým rozpouštědlem ve směsi s alkoholem, jinak v místech bohatých na pryskyřici dochází ke znehodnocení nátěru (obr. 2).

Při výrobě předmětů ze dřeva, které budou vystaveny povětrnosti, je třeba dodržovat některá doporučení, jež potvrdili největší výrobci nátěrových hmot. Potřebná tloušťka suché vrstvy musí být i na hranách. Toho lze dosáhnout, mají-li hrany zaoblení o poloměru minimálně 3 mm. Na ostrých hranách je zvláště při nátěru štětcem tloušťka podstatně menší a dochází tam k průniku vody a selhaní nátěrů (obr. 3). Pro dosažení plynulého odtékání vody z ploch musí být všechny plochy zešikmené nejméně pod úhlem 15°. Tato zásada je často opomíjena u konstrukcí pergol s vodorovnými trámy, ale také u rovně zaříznutých plotových latí. Pokud jsou latě po natření upevňovány na rám vruty nebo šrouby, měly by být otvory vyvrtány předem a opatřeny nátěrem, jinak v jejich okolí dojde brzy vlivem průniku vody k odlupování nátěru. Spojovací materiál by měl být alespoň pozinkovaný, nejlépe nerezový. Větší investice do nerezových šroubů se jistě vyplatí, protože ani pozinkované šrouby na povětrnosti nevydrží dlouho a stékající pramínek rezavé vody znehodnotí estetický dojem. Před montáží by měly být nátěry dostatečně zaschlé, jinak to dopadne jako na obr. 4. Případné spoje, pokud jsou lepené, musí být slepeny vodovzdorným lepidlem zátěžové skupiny D3 a řádně utěsněny. Venkovní obklady a jiné předměty, kde se požaduje dlouhá životnost, by měly být zhotoveny z prken (palubek) z jádrového dřeva dostatečné tloušťky. Dekorativní dlouhé letokruhy, jako jsou na obr. 5, se po krátké době zvedají, nátěrový film se poruší a dochází k odhalení dřeva. Takové řezivo je pro venkovní aplikace naprosto nevhodné.

Napouštědla

Ať již zvolíme pro nátěry dřevěných výrobků systém vodou ředitelný nebo rozpouštědlový, pigmentovaný nátěr nebo lazuru, musí být první nátěr proveden vhodným napouštědlem s obsahem fungicidních i insekticidních látek, které proniká do hloubky, impregnuje vrchní vrstvu dřeva, zpevňuje ji a chrání dřevo před napadení houbami, plísněmi, škůdci z živočišné říše i před vlivy povětrnosti při lokálním poškození vrchního nátěru. Někdy se kombinuje nátěr vodným roztokem biocidních prostředků s následným nátěrem napouštědla, které má za úkol zpevnit vrchní vrstvu dřeva a zajistit dobrou přilnavost následného nátěru. Rozpouštědlová napouštědla jsou výhodnější, protože pronikají do hloubky až několika milimetrů, zatímco částice vodou ředitelných disperzí s velikostí 40 až 150 nm zůstávají na povrchu, protože velikost pórů dřeva je v jednotkách nm. Po zaschnutí napouštědla je třeba povrch lehce přebrousit, aby se odstranila vztyčená dřevní vlákna. Obrus se musí důkladně odstranit, jinak se na povrchu následného nátěru mohou vytvořit defekty vlivem rozdílného povrchového napětí barvy a obrusu.

Vrchní nátěry

V první řadě je třeba posoudit, zda chceme zachovat původní barvu a vzhled dřeva, tj. aby dřevo i dále působilo jako přírodní, ničím neošetřený materiál. Taková bezbarvá povrchová úprava by ovšem měla odolávat působení všech povětrnostních vlivů, neměla by být náchylná k praskání v důsledku vnitřního pnutí a neměla by být atraktivní pro dřevokazný hmyz. Nátěrová hmota, která by splnila tyto požadavky, patří do oblasti sci-fi a patřit asi vždycky bude. UV záření, které na dřevo dopadá, způsobuje žloutnutí, degradaci ligninu, a tím ztrátu soudržnosti dřevní hmoty. Zabránit přístupu UV záření k povrchu dřeva u transparentního bezbarvého laku je možné jedině absorpcí této složky slunečního světla pojivem nátěru. Energie pohlcená v laku však zároveň zapříčiňuje degradaci pojiva a kompletní ztrátu jeho ochranných vlastností. Další možností je použití UV stabilizátorů a UV absorbérů u pojiv, která sama neabsorbují UV záření, jako např. akryláty. Tyto sloučeniny však v potřebném množství představují nárůst ceny laku o 150 až 250 Kč na 1 kg. Ani v tomto případě však nátěr nezabrání praskání dřeva vlivem vnitřního pnutí a objemových změn způsobených absorpcí vody, což představuje vstupní bránu pro devastující působení povětrnostních vlivů a dřevokazného hmyzu. I nejlepší nátěry na bázi rozpouštědlových systémů pronikají do hloubky pouhých několika milimetrů, zatímco vznikající praskliny jsou mnohem hlubší. K dokonalé ochraně by bylo tedy nutné obnovovat nátěr každý rok, použít přitom výše uvedenou velmi drahou barvu a ošetřovaný dřevěný objekt by bylo třeba do laku máčet, aby se barva dostala i do prasklin, což u větších dřevěných předmětů může znamenat spotřebu laku i několik desítek až stovek kilogramů. Přiblížit se přírodnímu vzhledu dřeva můžeme, pokud použijeme lazury s transparentními oxidy železa ve světlém odstínu, jako je pinie, borovice nebo hemlock.

Pokud připustíme změnu odstínu dřeva, můžeme pro povrchovou úpravu dřevěných výrobků použít pigmentované nátěrové hmoty jak rozpouštědlové, tak vodou ředitelné. Každý typ má své přednosti i nedostatky. Vodou ředitelné lazury na bázi akrylátových disperzí mají vyšší odolnost proti UV záření, a tedy vůči degradaci, ale často dochází k jejich praskání a odlupování, zvláště při nedostatečné vrstvě nátěrů (obr. 6). Jejich obnova je pracná, protože popraskaný nátěr je třeba obrousit, a to u akrylátů není jednoduché, protože při broušení měknou a zalepují brusný papír. Rozpouštědlové lazury, jako je známý Luxol nebo analogické hmoty, penetrují hluboko do dřeva a na povrchu nevytvářejí žádný nebo jen slabý film. Jsou na bázi alkydových pryskyřic nebo směsí alkydů a olejů, degradují postupně bez odlupování a po uplynutí doby životnosti stačí nátěr po očištění přetřít. V současné době jsou moderní olejové lazury připravené z obnovitelných zdrojů. Nutno poznamenat, že i alkydy jsou vyrobeny z přírodních olejů, kterých obsahují v sušině 60 až 90 %. Označení alkydové lazury jako olejová tedy není daleko od pravdy a podle výsledků provedených analýz je tato praxe běžná. Životnost bezbarvé čistě olejové lazury je několik měsíců (obr. 7), pigmentované je asi jeden rok, životnost pigmentované alkydové je 3 až 5 let a u lazur na bázi speciálních alkydů s UV absorbéry je to i více než 10 let. Výhodou syntetických lazur je snadná opravitelnost degradovaných nátěrů bez nutnosti broušení nebo jiného odstraňování starého nátěrového filmu, nevýhodou je, že se nátěry musí obnovovat asi jednou za 3 až 5 let, u pravé olejové lazury ještě častěji – obvykle každý rok. Nátěry provedené lazurou je třeba kontrolovat a s renovačními nátěry začít včas. Pokud je nátěr zcela degradovaný a na dřevě se začnou objevovat praskliny, je nejvyšší čas (obr. 8). Na zahradní nábytek se často používají různé oleje, jako je například teakový, jehož název pochází z cílového použití, nikoliv ze zdroje, protože strom teak nemá žádná semena. Metoda, jak zjistit, zda nábytek je třeba znovu napustit olejem, je jednoduchá: pokud kapka vody na povrchu vytvoří kuličku, není nátěr nutný, pokud se voda vsákne do podkladu, je čas pro další nátěr.

Vodou ředitelné emaily jsou obvykle na bázi akrylátových disperzí. Rychle zasychají, nezapáchají, jen dosažení perfektně slitého povrchu při aplikaci štětcem je obtížnější. I zde je pro dosažení delší životnosti obvykle aplikováno napouštědlo, základní barva a vrchní email. Zředěný email se někdy užívá jako první vrstva, ale lepší výsledky se dosáhnou při použití napouštědla na bázi alkydové emulze i základní barvy na stejné bázi. I když vodou ředitelné emaily mají vyšší propustnost pro vodní páru, nemohou odvést veškerou vodu, která se do boční nenatřené strany dřeva může dostat například ze zdiva. Selhání nátěru a destrukce dřeva je pak nevyhnutelná, jak je vidět na obr. 9.

Tloušťka nátěrů

Z hlediska správné ochranné funkce nátěru dřeva vystaveného povětrnosti je důležitá celková tloušťka nátěru. U nátěrů oken a jiných předmětů akrylátovou silnovrstvou lazurou by nátěrový systém jako celek měl mít minimální tloušťku suché vrstvy 100 µm a neměl by zásadně překračovat maximální tloušťku 150 µm. U vrstev větších tlouštěk je ohrožena potřebná schopnost difuze vodních par nátěrovým filmem a může dojít ke vzniku puchýřů nebo k odloupnutí nátěru. U tenkovrstvých vodou ředitelných lazur je minimální tloušťka asi 75 µm, což představuje alespoň tři dobře provedené nátěry. Často výrobci v rámci konkurenčního boje doporučují jeden až dva nátěry štětcem, což je z hlediska dosažené tloušťky nátěru naprosto nedostatečné, protože to odpovídá tloušťce 20 až 40 µm. Spolehlivější bývá údaj o doporučované spotřebě hmoty na 1 m². Je-li tedy na plechovce uvedena spotřeba tenkovrstvé vodou ředitelné lazury 10 m² na 1 kg nebo 1 litr (u lazur je to stejné) a sušina lazury je 30 %, znamená to, že pokud naneseme 100 ml na každý m², získáme suchou tloušťku 30 µm a budeme potřebovat tři takové nánosy, aby celková tloušťka byla minimálně 75 µm. Pokud naneseme méně, dopadne to jako na obr. 10 a 11.

Další důležitá věc při nátěru dřevěných obkladů je, aby tloušťka vrstvy na venkovní straně nebyla větší než na straně vnitřní. Často jsou obklady natírány pouze z venkovní strany, což vždy vede k deformaci palubek, jak je vidět na obr. 12. Podle stupně degradace zde nebyla dostatečná tloušťka z venkovní strany a prohnutí svědčí o chybějícím nátěru na straně vnitřní. I při správně provedeném nátěru palubek lazurou se nevyhneme problémům na povrchu suků, které získávají světlejší odstín díky pronikání smůly ze suků na povrch nátěru. Řešení tohoto problému zatím nenalezli ani přední světoví výrobci barev. Alternativou olejových lazur jsou speciálně upravené oleje, které je možné ředit vodou. Takové oleje po odpaření vody pronikají hluboko do dřeva. Jejich zasychání je pomalé a natřené suky zůstávají dlouho lepivé.

Specifický problém může nastat u dřevin s velkými otevřenými póry, jako je např. dub nebo meranti. Pokud používáme vodou ředitelný systém, je třeba po penetraci a přebroušení povrchu aplikovat tzv. plnič pórů, který díky speciálnímu složení tyto „dutinky“ obalí a vyplní. Silnovrstvá ani tenkovrstvá lazura tuto schopnost nemá a nezaplněné póry představují bránu pro vstup vody (obr. 13).

Mechanická odolnost nátěrů

Při nátěrech musíme také správně zvolit vhodný typ nátěrové hmoty. K nejvíce namáhaným dřevěným výrobkům patří pochůzné plochy, jako jsou podlahy, terasy nebo schody. V tomto případě musí být nátěr flexibilní s vysokou odolností proti abrazi i proti poškrábání. Je třeba také uvážit vhodnost nátěru jako takového. U dřevěných schodů z měkkých dřevin vystavených povětrnosti i extrémnímu oděru je slabý nátěr lakem naprosto nedostatečný a nevhodný (obr. 14). Požadované vlastnosti nátěru samozřejmě závisí na stupni mechanického namáhání. Jinak budeme natírat dřevěnou podlahu na chatě, kde chceme, aby byl její vzhled příjemný pro oko a namáhání je minimální, a jinak palubovku v tělocvičně, kde se hrají vrcholové míčové hry nebo florbal. Pokud v tomto případě ušetříme a použijeme levný akrylátový nebo akryluretanový lak místo kvalitního dvoukomponentního uretanového, pravděpodobně se nevyhneme reklamaci (obr. 15). Velké starosti mohou způsobit i rozmary počasí v kombinaci s nevhodným užitím málo pružného nátěru s nízkou odolností proti úderu. Na snímku je takový nátěrový film poškozený letním krupobitím (obr. 16). Pro dřevěné výrobky vystavené povětrnosti i mechanickému namáhání jako jsou schody, a hlavně terasy je nejlépe zvolit tropické dřeviny s vysokým obsahem pryskyřic jako je teak, meranti, cedr, merbau, dahoma, mahagon a další s vysokou hustotu 700 až 1150 kg/m³ (dub má 620–670 kg/m³) nebo české listnaté dřevo buk, dub nebo akát, který má hustotu 760 kg/m³ a patří mezi nejkvalitnější české dřeviny. Vysoká hustota zaručuje, že dřevo není nasákavé, dlouhodobě odolává povětrnostním vlivům, dešti, sněhu, silnému slunečnímu záření i mrazu. Všechny druhy tropických dřevin jsou pro použití v exteriéru tzv. „bezúdržbové“ (bez povrchové úpravy nebo hloubkové impregnace). Důsledkem UV záření je ztráta původní barvy povrchu způsobená světlem a klimatickými vlivy. Po několika týdnech a měsících se vytvoří stříbrošedá patina, která může být esteticky zajímavá. Použití tropického dřeva je však také kontroverzní otázkou. Při jeho získávání se ničí stávající tropické pralesy a zhoršuje se tak ekologická stabilita. Také zahradní nábytek bývá obvykle vyroben z tvrdých tropických dřevin, snad jen pro lavice s kovovou konstrukcí mohou být použity měkké dřeviny, jako je smrk, borovice nebo modřín, který je naším nejkvalitnějším jehličnatým dřevem. Pergoly, ploty a jiné předměty, které nejsou mechanicky namáhány mohou být rovněž zhotoveny z měkkých tuzemských dřevin s odpovídajícím nátěrem.

Vliv orientace na degradaci nátěrů

Při expozici natřených dřevěných předmětů na venkovní povětrnosti dochází vlivem UV záření k degradaci nátěrů. Stupeň degradace závisí na jejich orientaci ke světové straně. Největší ozáření je na jižní straně, menší na západní a východní straně a minimální dopad UV záření je na severní straně. Na zastíněných nebo sporadicky osluněných místech na severní straně na nás číhá jiná nepříjemnost, a to v podobě růstu řas a mechů (obr. 17), protože zde dochází zároveň k nejdelšímu ovlhčení ploch. Preventivní ochrana není možná, protože moderní barvy s fotoaktivními pigmenty ve stínu nefungují a organické biocidy přidané do barvy se časem vyplaví. Nezbývá než v drogérii zakoupit zelenou nebo modrou skalici (pozor, je toxická, a zvláště nebezpečná pro vodní organismy, zejména bezobratlé), roztokem napadený nátěr postříkat a po zaschnutí okartáčovat. Tento postup je nevhodný pro ploty s železnými šrouby nebo pro jiné nenatřené kovové předměty, které obě skalice napadají a způsobují jejich korozi.

Opravné nátěry

Samostatnou kapitolou jsou opravné nátěry dřevěných výrobků vystavených povětrnosti, jako jsou chaty, štíty domů, terasy, balkony, zábradlí a samozřejmě okna všeho druhu. Jednou z nejčastějších chyb je nátěr dřevěného štítu nebo obkladů bezbarvým lakem nebo bezbarvou lazurou. Dřevo pak není dostatečně chráněno před UV zářením a dochází k jeho degradaci a odlupování nátěru. Odstranění zbytků laku je pak obtížné. Zde platí, že tmavší nátěr lépe chrání a dostatečná tloušťka zajišťuje dlouhodobou ochranu.

Opravné nátěry oken, prováděné většinou pigmentovanými barvami, je náročný proces. Nejdůležitější věc je začít s opravou včas, a to jakmile se projeví první odlupování nátěrů. Odhalené dřevo rychle degraduje, stává se pórovitější a méně soudržné, protože přírodní „pojivo dřeva“ (lignin) bylo zničeno. Při opravných nátěrech musí být tato vrchní šedá degradovaná vrstva kompletně odstraněna (obroušena nebo oškrabána až na žluté zdravé dřevo). Pokud je takto degradovaný povrch natřen, dochází zaručeně k selhání nátěrů a jejich odlupování (obr. 18). Degradovaná vrstva dřeva je navíc silně porézní a zadržuje velké množství vody. Zadržená voda se musí po obroušení nechat odpařit, tak aby obsah vody ve dřevě byl 8 až 14 %, jinak se nové nátěry při ozáření sluncem odloupnou vlivem vznikající vodní páry. Nejvíce bývají postiženy spodní části oken (obr. 19). Pokud jsou staré nátěry popraskané, je nejvhodnější jejich kompletní odstranění, nejlépe opálením. Louhování nebo použití odstraňovačů nátěrů je na dřevě méně vhodné a v takovém případě musíme pečlivě odstranit zbytky těchto „barvožroutů“, jinak dojde k narušení nových nátěrů. Po následném obroušení je třeba okna napustit vhodným napouštědlem, a pak natřít základní a dvakrát vrchní barvou. To platí obecně pro vodou ředitelné i rozpouštědlové hmoty. Vždy je třeba dodržovat výrobcem předepsaný časový odstup nátěrů. Příliš dlouhý i zkrácený odstup je na závadu a může vést k odlupování nových nátěrů. V poslední době jsou dostupné barvy 3 v 1, to znamená, že jednu barvu můžete použít pro celý nátěrový systém, kdy zhotovíte tři nátěry v šestihodinových intervalech. Tyto barvy jsou však na bázi tzv. krátkých alkydů s menším obsahem oleje, které rychle zasychají, jsou tvrdé, ale mají menší odolnost na povětrnosti.

Samostatným problémem je nepřilnavý rozpraskaný kyt. Ten je třeba odstranit ještě před nanášením napouštědla, po jeho zaschnutí volná místa znovu vykytovat a přetřít základní barvou. Rozpraskaný kyt je branou pro vstup vody, což opět vede k selhání i dobře provedeného nátěru (obr. 20).

Problematiku nátěrů dřeva řeší ČSN EN 927 Nátěrové hmoty – Nátěrové hmoty a nátěrové systémy pro dřevo ve vnějším prostředí, kde v jednotlivých částech je popsána klasifikace a volba nátěrů, specifikace funkčních vlastností i metody hodnocení.

Kratší verze článku byla publikována v časopise vydavatelství IPROFFI (2023). Zde rozšířeno a upraveno podle doporučení odborné recenzentky z Ústavu nauky o dřevě Mendelovy univerzity v Brně.